高速公路鋼混疊合梁施工技術(shù)的運(yùn)用范文

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摘要：文章論述鋼混疊合梁的優(yōu)越性和廣闊前景，提出跨既有高速公路鋼混疊合梁的施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，初步分析施工中鋼混疊合梁存在的重難點(diǎn)問題，提出鋼混疊合梁施工技術(shù)的控制要點(diǎn)，有效控制鋼混疊合梁施工質(zhì)量，為類似工程積累施工經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：既有高速；鋼混疊合梁；鋼箱梁施工

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，橋梁建設(shè)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，鋼箱梁施工工藝取得一定進(jìn)展。鋼混疊合梁橋具有自重輕、結(jié)構(gòu)美觀、施工便捷、上跨能力強(qiáng)、對(duì)運(yùn)營(yíng)高速公路干擾較少等特點(diǎn)，在我國(guó)發(fā)展較為迅速，已成為我國(guó)上跨高速公路和城區(qū)道路的常用橋梁。鋼混疊合梁充分利用混凝土能夠受壓力而鋼比較能承受拉力的特點(diǎn)，具有承載力高、剛度大、建筑高度小的優(yōu)勢(shì)，在跨越構(gòu)筑物中得到了廣泛應(yīng)用。文章針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鋼混疊合梁施工中的交通導(dǎo)改、臨時(shí)支架以及跨高速吊裝、焊接成橋等工藝進(jìn)行闡述，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)理論展開探討，控制施工技術(shù)保證鋼混疊合梁總體施工質(zhì)量。

1工程概況

成都天府機(jī)場(chǎng)高速公路7標(biāo)段高明樞紐互通式立交，為機(jī)場(chǎng)高速公路與成都第二繞城高速公路銜接轉(zhuǎn)換互通樞紐。鋼混疊合梁包括主線橋（單跨52.5m）、G匝道（33m+54.5m+33m）、B匝道（33m+54.5m+33m）。受成都第二繞城高速影響，主線左、右幅、G、B匝道第二跨均上跨成都第二繞城高速，設(shè)計(jì)道路線與第二繞城高速道路中心線夾角為63°和59°，本標(biāo)段鋼混疊合梁總計(jì)約2800t。采用52.5m跨度鋼混組合簡(jiǎn)支鋼梁，主梁高2.5m、橋面板混凝土厚0.5m、承托處混凝土厚0.25m。橫向布置5個(gè)小箱梁，每個(gè)箱梁寬3.0m，每?jī)蓚€(gè)箱梁之間橫聯(lián)長(zhǎng)1.83m。邊梁懸臂長(zhǎng)1.2m，鋼梁縱向在箱內(nèi)設(shè)置2道端橫隔板和17道中橫隔板。邊箱在對(duì)應(yīng)橫隔板處設(shè)置19道挑臂，中箱之間在對(duì)應(yīng)橫隔板處設(shè)置2道端橫聯(lián)、3道大橫聯(lián)、14道小橫聯(lián)，承托處焊接剪力釘，橋面橫向采用PBL剪力鍵。鋼箱梁在加工場(chǎng)分段加工并運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，采用2臺(tái)400t履帶吊在二繞高速大小里程兩側(cè)空地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝，全斷面焊接成型。

2鋼混疊合梁施工重難點(diǎn)

（1）工程上跨第二繞城高速公路，車流量大、施工交通繁忙、安全防護(hù)隱患大、投入成本高、質(zhì)量難以控制，需要進(jìn)行多次封道施工，對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益造成一定影響[1-2]。（2）跨第二繞城高速橋梁吊裝，橋梁最大跨度約24m，第二繞高速路半幅16m，作業(yè)回轉(zhuǎn)半徑大。（3）梁段運(yùn)至工地后進(jìn)行縱向加長(zhǎng)，單節(jié)鋼梁的重量達(dá)107t，約1070kN，吊裝重量超過300kN，需要論證吊裝工程安全性。（4）本工程鋼梁均屬于超長(zhǎng)超寬，難以實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)輸，需要在生產(chǎn)基地生產(chǎn)后分段運(yùn)輸至施工區(qū)進(jìn)行組裝、吊裝和固定，運(yùn)輸?shù)跹b過程必須選定合理有效的行駛路線。（5）工程技術(shù)要求的特殊性和施工環(huán)境的復(fù)雜性為施工質(zhì)量、工期進(jìn)度、安全生產(chǎn)、文明施工、現(xiàn)場(chǎng)周邊安全以及材料設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)等方面提出較高的要求。通過全面管理、有效的措施和科學(xué)合理的施工組織滿足上述各項(xiàng)要求。

3鋼混疊合梁施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1臨時(shí)交通導(dǎo)改施工

封閉第二繞城高速公路左幅道路，進(jìn)行臨時(shí)支墩施工，導(dǎo)改至右幅車道通行，確保雙向兩車道通行。臨時(shí)交通導(dǎo)改如圖1所示。

3.2臨時(shí)支架施工

臨時(shí)支架在梁段架設(shè)過程中臨時(shí)放置支點(diǎn)，必須保證其具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及抗傾覆性。臨時(shí)支架縱向設(shè)置于成都第二繞城高速超車道上，左右幅各5個(gè)，共制作10個(gè)臨時(shí)支架[3]。臨時(shí)支架采用Ф300×8mm鋼管柱，橫撐采用18槽鋼和I40工字鋼連接，整體組裝成桁架塔式鋼管柱支墩。

3.3鋼混疊合梁架設(shè)順序

高明樞紐互通二繞鋼梁工程共有主線橋（左、右幅）、B、G匝道，主線橋30段，B、G匝道分別16段，共計(jì)62段。

3.4鋼箱梁吊裝施工

（1）地基處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件，針對(duì)不同土質(zhì)進(jìn)行壓實(shí)，在汽車吊站位支腿位置鋪設(shè)鋼板或路基箱，增加受力面積。

（2）梁段就位固定措施。梁段吊裝就位后，使用螺栓將梁段和支座固定，梁段另一側(cè)放置于臨時(shí)支架上，梁段橫、縱向設(shè)置梁段擋塊，防止梁段的橫、縱向移動(dòng)，防滑擋塊使用20mm厚鋼板制作。為了有效地防止梁段橫、縱向移動(dòng)，將梁段和橫、縱向防滑擋塊與梁段焊接。

（3）梁段吊裝就位施工。采用400t履帶吊超起工況進(jìn)行吊裝作業(yè)，鋼梁塊體起吊前綁扎溜繩，起吊后通過溜繩調(diào)節(jié)塊體就位角度，塊體就位后利用鋼板臨時(shí)焊接固定就位，起吊前必須進(jìn)行試吊作業(yè)。

（4）梁段臨時(shí)連接。梁段吊裝就位后，固定于支座上，利用螺栓將梁段和支座固定。梁段另一側(cè)放置在臨時(shí)支架上，梁段橫、縱向設(shè)置梁段擋塊，防止梁段橫、縱向移動(dòng)，防滑擋塊使用20mm厚鋼板制作。防滑擋塊焊接在臨時(shí)支撐基礎(chǔ)上。

（5）梁段焊接。鋼梁里程方向調(diào)整完成后焊接鋼梁腹板之間的焊縫，從鋼梁中心向兩邊對(duì)稱施焊，焊接底板和頂板之間的環(huán)焊縫，最后進(jìn)行涂裝。

（6）臨時(shí)支架拆除。橋梁成橋焊接后，使用50t千斤頂（由中間向兩邊）將鋼箱梁頂升2~5mm調(diào)整支柱，將臨時(shí)支架頂部與鋼梁連接部分采用火焰切割方法切除，拆除砂箱，卸載千斤頂，使臨時(shí)支架的調(diào)整支柱與橋梁底板脫離，采用叉車將臨時(shí)支架叉離，吊裝至運(yùn)輸車運(yùn)離施工現(xiàn)場(chǎng)。

（7）鋼箱梁噴涂。按圖紙規(guī)定涂層配套進(jìn)行噴涂，鋼梁施工完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和涂裝規(guī)范對(duì)箱體內(nèi)部和外部進(jìn)行補(bǔ)涂，工藝按照廠內(nèi)工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，施工環(huán)境需要符合規(guī)范要求，確保箱體外觀的統(tǒng)一性。采用淡水、清洗劑等對(duì)待涂表面進(jìn)行清潔處理，除掉表面的灰塵和油污等污染物。

4鋼箱梁施工控制要點(diǎn)

（1）支架搭設(shè)必須進(jìn)行剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及最不利條件抗傾覆性的驗(yàn)算，直接影響鋼梁的質(zhì)量和施工安全[4]。（2）鋼箱梁施工起吊過程中，不能全部封閉二繞高速公路，需要導(dǎo)改并設(shè)置臨時(shí)防護(hù)棚架，確保高速正常通行。（3）施工過程中，對(duì)鋼材材料、標(biāo)高、中心軸線偏位及地基承載力等技術(shù)進(jìn)行有效控制，確保鋼箱梁線性順暢。（4）鋼箱梁橫跨路面與道路斜交，在焊接施工時(shí)，利用支架搭設(shè)焊接維護(hù)平臺(tái)，應(yīng)確保焊接火花不濺落車輛以及行人，在橋面設(shè)置安全隔離護(hù)欄，防止人員設(shè)備及其他雜物掉落，傷及車輛及行人。（5）焊縫質(zhì)量驗(yàn)收檢查合格后進(jìn)入下道工序，不合格或超出規(guī)范部分必須進(jìn)行返工處理。現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目主要為外觀檢驗(yàn)、無損檢測(cè)、局部超聲波探傷（UT）。（6）鋼梁除銹完成后，在24h內(nèi)進(jìn)行涂裝作業(yè)，涂裝作業(yè)不能在陰雨天進(jìn)行。使用科學(xué)的方法確保施工過程中有效控制鋼混疊合梁符合設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求[5]。

5工期效益對(duì)比分析

5.1資源節(jié)約

該鋼箱梁施工工藝操作簡(jiǎn)單、施工速度快、適用性強(qiáng)，不需要對(duì)既有高速修筑輔道，僅對(duì)高速公路進(jìn)行臨時(shí)導(dǎo)改，能夠有效降低施工成本，對(duì)周邊環(huán)境基本無影響。

5.2工期效益

采取鋼箱梁跨既有高速公路施工技術(shù)從道路導(dǎo)改、鋼箱梁架設(shè)到撤出通行整體施工工期僅為53d，掛籃懸澆、支架現(xiàn)澆的施工工期為90d，極大地縮短了工期，減少了既有高速跨路施工的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間，提高了施工效率。

5.3經(jīng)濟(jì)效益

修建導(dǎo)改道路或搭設(shè)滿堂支架費(fèi)用400萬元（2km×200萬元/km），施工技術(shù)僅用180萬元（2萬元/d×90d），可以節(jié)約220萬元。

5.4社會(huì)效益

使用中四階段施工封道方案，有效解決了成都二繞高速公路車流通行問題，按期完成了本項(xiàng)目鋼箱梁吊裝施工。本工法設(shè)計(jì)的臨時(shí)支架確保了成都二繞高速公路車輛的安全，無交通事故發(fā)生，產(chǎn)生了明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

6結(jié)語

跨既有高速公路鋼混疊合梁施工技術(shù)在本工程的成功應(yīng)用，解決了大跨度且斜角度下鋼箱梁的吊裝作業(yè)，提升鋼箱梁施工質(zhì)量。施工吊裝作業(yè)過程中設(shè)置臨時(shí)支架，可以解決上跨既有運(yùn)營(yíng)高速公路鋼箱梁吊裝拼接的難點(diǎn)，準(zhǔn)確控制鋼箱梁線形、預(yù)拱度等問題，確保工程的質(zhì)量效益。鋼箱梁吊裝跨度大，吊裝時(shí)設(shè)置臨時(shí)支架體系能夠防止傾覆，使用該工法可以保證吊裝快速完成和既有運(yùn)營(yíng)高速公路通行過程中的安全性，施工過程中無交通事故發(fā)生。鋼箱梁架設(shè)吊裝過程中，經(jīng)過強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的驗(yàn)算以及對(duì)材料、標(biāo)高、中心軸線偏位及地基承載力等技術(shù)控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼箱梁的施工質(zhì)量控制，保證鋼箱梁總體架設(shè)的質(zhì)量安全，為以后鋼箱梁架設(shè)施工積累經(jīng)驗(yàn)，有效推動(dòng)鋼混疊合梁施工技術(shù)研究，促進(jìn)鋼混疊合梁施工發(fā)展。

作者：任曉光 單位：中鐵北京工程局集團(tuán) （天津） 工程有限公司